KR101051792B1 - 네트워크 주소 변환 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 네트워크 환경에서 인터넷 서비스에 관한 것으로, 클라이언트 단말로부터 더미 아이피 주소로의 패킷이 수신되면, 상기 더미 아이피 주소에 대한 실제 아이피 주소를 파악하여 실제 아이피 주소로의 패킷으로 처리하는 네트워크 주소 변환 장치에 의해 클라이언트 단말에서 응용프로그램 수행시 DNS 쿼리에 소요되는 시간을 단축시킴으로써, 사용자가 느끼는 서비스 이용 체감 속도를 월등히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
DNS, NAT, TCP/IP, 무선망, 게이트웨이

Description

네트워크 주소 변환 장치 및 방법{Apparatus and Method for Network address transformation}
본 발명은 네트워크 환경에서 인터넷 서비스에 관한 것으로, 특히 네트워크 환경에서 네트워크 주소 변환 장치 및 방법에 관한 것이다.
클라이언트 단말 측에서 인터넷을 통해 서비스 서버에 접속하기 위해서는 네트워크 내에서 통용되는 서비스 서버의 아이피(IP:Internet Protocol)주소를 파악해야 한다.
도 1은 통상 인터넷을 통한 네트워크 서비스 시스템의 구성도이고, 도 2는 종래 네트워크 주소 변환 방법의 흐름도이다.
클라이언트 단말(10)은 서비스 서버(40)의 도메인 이름에 대한 실제 아이피 주소를 파악하기 위해, 게이트웨이(20)를 거쳐 DNS 서버(30)로 도메인 이름에 대한 아이피 주소 요청을 전송한다(S200, S210).
그러면 DNS 서버(30)는 해당 도메인 네임에 해당하는 아이피 주소를 파악하여 클라이언트로 전송한다(S220, S230). 이 후에 클라이언트 단말은 파악된 아이피 주소를 이용하여 게이트웨이(20)를 거쳐 서비스 서버(40)로 TCP 혹은 UDP 프로 토콜에 의한 데이터 전송을 요청할 수 있다(S240, S250).
그런데 이때 클라이언트 단말(10)과 게이트웨이(20) 간에 응답 시간(RTT)이 긴 링크 예를들어 저속의 무선 링크로 연결되는 경우에, 도메인 정보에 대한 실제 아이피 주소 정보를 파악하여, 서비스 서버로 접속하는 데까지 긴 시간이 소요된다.
구체적으로 도 1 에서 클라이언트 단말(10)에서 서비스 서버(40)의 실제 아이피 주소를 파악하여, 정보를 요청하는데 소요되는 시간은 T+t1+t2+t2+t1+T+T+t1+t3 =3T+3t1+2t2+t3 ≒ 3T 만큼 소요된다. 이때, 클라이언트 단말(10)과 게이트웨이(20)간에 무선 통신 시간 T가 상대적으로 길기 때문에 서비스 사용자는 그만큼 불편함을 느끼게 된다. 통상적으로 일반적인 웹 사이트의 경우에 한 페이지를 디스플레이 하기 위해서는 수 번에서 많게는 수십 번의 DNS 쿼리가 발생 되기 때문에 그만큼 통신 지연이 발생하게 된다.
본 발명은 이 같은 배경에서 도출된 것으로, 클라이언트 단말에서 DNS 쿼리에 소요되는 시간을 최소화하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제는 클라이언트 단말로부터 더미 아이피 주소로의 패킷이 수신되면, 상기 더미 아이피 주소에 대한 실제 아이피 주소를 파악하여 실제 아이피 주소로의 패킷으로 처리하는 네트워크 주소 변환 장치에 의해 달성된다.
구체적으로 상기 장치는, 상기 클라이언트 단말로부터 도메인 정보가 포함된 아이피 주소 요청과, 상기 도메인 정보에 대한 더미 아이피 주소 정보를 수신하여 저장하고, 도메인 네임 서버로부터 상기 도메인 정보에 대응되는 실제 아이피 주소를 파악하는 주소 파악부; 및 상기 더미 아이피 주소로의 패킷을 상기 파악된 실제 아이피 주소로의 패킷으로 변환하여 처리하는 주소 변환 처리부;를 포함한다.
한편, 상기 기술적 과제는 도메인 정보가 포함된 아이피 주소 요청과, 상기 도메인 정보에 대한 더미 아이피 주소 정보를 수신하는 단계; 도메인 네임 서버로부터 상기 도메인 정보에 대응되는 실제 아이피 주소를 파악하는 단계; 및 상기 더미 아이피 주소로의 패킷을 상기 파악된 실제 아이피 주소로의 패킷으로 변환하여 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 주소 변환 방법에 의해서도 달성된다.
또한, 응용 프로그램으로부터 도메인 정보에 대한 아이피 주소 요청을 수신 하는 단계; 및 상기 수신된 아이피 주소 요청에 대응되게 더미 아이피 주소를 생성하여 상기 응용 프로그램으로 제공하고, 상기 아이피 주소 요청을 원격 네트워크 주소 변환 장치로 전송하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라이언트 단말에서 수행되는 네트워크 주소 변환 방법에 의해서도 달성된다.
본 발명에 따르면, 클라이언트 단말에서 응용프로그램 수행시 DNS 쿼리에 소요되는 시간을 단축시킴으로써, 사용자가 느끼는 서비스 이용 체감 속도를 월등히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
구체적으로 도 1을 참조하여, 기존에 클라이언트 단말(10)에서 서비스 서버(40)의 실제 아이피 주소를 파악하여, 정보를 요청하는데 소요되는 시간은 T+t1+t2+t2+t1+T+T+t1+t3 =3T+3t1+2t2+t3 ≒ 3T 만큼 소요된다.
반면, 본 발명에 따르면, 도 1의 게이트웨이에 대응되는 위치에 본 발명의 일 실시예에 따른 주소 변환 장치가 구비되며, 클라이언트 단말(10)에서 실제 아이피와 같이 인식할 수 있는 더미 아이피를 통해 바로 서비스 서버(40)로 정보를 요청할 수 있다. 이에 따라 실제로 클라이언트 단말(10)이 서비스 서버(40)의 실제 아이피 주소를 파악하기 위한 T+t1+t2+t2+t1+T ≒ 2T 만큼의 소요 시간을 단축시킬 수 있다. 약 T만큼의 시간이면 정보를 요청할 수 있다. 즉, 대략 서비스 이용시 체감 속도를 약 3배가량 높일 수 있다는 효과가 도출된다.
일반적인 웹사이트의 경우에 다수의 서비스 서버가 사용되므로 한 페이지를 화면상에 디스플레이 하기 위해서는 수 번에서 많게는 수십번의 DNS 쿼리가 발생된 다. 그런데 DNS 서버로부터 DNS 쿼리에 대한 응답이 수신되기 전까지는 해당 서비스 서버에 대해 통신을 수행할 수 없기 때문에 그만큼 통신 지연이 발생 된다.
특히 무선 구간의 RTT는 대략 100ms 정도로 유선 구간에서의 1~10ms에 비해 매우 길다. 클라이언트 단말과 방화벽과 같은 게이트웨이 간에 고속으로 연결되어있는 경우에는 DNS요청/응답에 소요되는 시간에 따른 지연을 거의 느낄 수 없다. 하지만 RTT가 긴 무선 구간에서는 이에 따른 통신 지연이 발생되는데, 본 발명에 따르면 이같이 RTT가 긴 통신 구간에서도 지연시간을 없앨 수 있다는 효과가 도출된다. 특히 사용자가 클라이언트 단말을 통해 TCP/IP 기반의 FTP, SMTP, WWW등의 인터넷 서비스를 이용할 때에 체감 성능을 더 크게 향상시킬 수 있다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통해 더욱 명확해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예들을 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 클라이언트 단말은 더미 아이피 주소 생성부를 포함한다. 더미 아이피 주소 생성부는 클라이언트 단말 시스템내에 상주하는 프로그램으로 구현될 수 있다. 예를 들어 응용 프로그램 구동시에 함께 구동되거나, 시스템 부팅시에 구동되도록 설정된 프로그램으로 구현될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 더미 아이피 주소 생성부가 클라이언트 단말의 DNS 주소 해석을 담당하는 운영 체제나 라이브러리와, API를 통해 통신하는 것을 중간에 가로채어 DNS쿼리를 후킹(Hooking) 방식으로 인식할 수 있다. 그러나 더미 아이피 주소 생성부가 DNS 쿼리를 인식하는 방법은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 더미 아이피 주소 생성부가 응용 프로그램 자체 내에 내장된 형태로 구현되어, 응용 프로그램이 외부로 DNS 쿼리를 발생시키기 이전에 먼저 인식할 수도 있다. 또한, 다른 실시예에 있어서 클라이언트에 설정되는 DNS 서버의 IP 주소 정보를 외부의 실제 DNS 서버가 아닌 클라이언트 자신으로 설정하여, 응용 프로그램에서 클라이언트 자체 내의 DNS 서버 IP 주소를 목적지 주소로 하는 아이피 주소 요청이 발생하면 더미 아이피 주소 생성부에서 인식 가능하도록 구현될 수도 있다. 이 외에도 더미 아이피 주소가 응용 프로그램에서의 아이피 주소 요청이 발생하는지 여부를 인식하는 방법에 대해서는 다양한 변형예들을 포괄하도록 해석된다.
그리고, 더미 아이피 주소 생성부는 DNS 쿼리에 포함되는 도메인 이름에 대한 더미 아이피 주소를 생성하여, 응용 프로그램으로 응답한다. 동시에 생성된 더미 아이피 주소와, 도메인 이름에 대한 실제 아이피 주소 정보 요청을 본 발명의 일 양상에 따른 네트워크 주소 변환 장치로 전달한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 주소 변환 장치의 블록도이다.
본 실시예에 있어서, 네트워크 주소 변환 장치는 무선 게이트웨이 장치 내부에 탑재되거나, 별도의 로컬 장비 예를 들면 방화벽 또는 부하 분산(load balancing) 장비로 구현되어 무선 게이트웨이와 서비스 서버 사이에서 동작하도록 구현될 수도 있다. 예를 들어 네트워크 주소 변환 장치는 L3/L4/L7 스위치, 라우 터, 방화벽, NAT 서버 중 하나에 탑재된 형태로 구현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 주소 변환 장치는 통신부(300), 주소 파악부(310), 주소 변환 처리부(320), 및 저장부(330)를 포함한다.
구체적으로 통신부(300)는 클라이언트 단말과 통신을 수행하는 단말 통신부(302)와 네트워크를 통해 외부 서버들과 통신을 수행하는 네트워크 통신부(304)를 포함한다. 단말 통신부(302)는 유무선 링크를 통해 클라이언트 단말과 통신을 수행한다.
저장부(330)는 데이터 저장 공간으로 구현되며, 본 실시예에 있어서, 저장부(330)는 도메인 정보와, 해당 클라이언트 아이피 주소, 해당 도메인에 대한 더미 아이피 주소 정보, 해당 도메인에 대한 실제 아이피 주소 정보를 포함하는 매핑 테이블을 저장한다.
주소 파악부(310)는 단말 통신부(302)를 통해 클라이언트 단말로부터 더미 아이피주소와, 도메인 이름을 포함하는 아이피 주소 정보 요청을 수신한다. 그러면 주소 파악부(310)는 저장부(330)의 매핑 테이블에 엔트리를 추가하여 수신된 도메인 이름과 그에 대한 더미 아이피 주소, 그리고 해당 클라이언트 아이피 주소를 함께 저장한다.
주소 파악부(310)는 기존에 저장부(330)의 매핑 테이블에 저장된 엔트리에 기초하여, 수신된 도메인 이름에 대한 사전 정보가 존재하는지 여부를 확인한다. 그리고 매핑 테이블 내의 다른 엔트리에 동일 도메인 이름에 대한 실제 아이피 주 소를 이미 가지고 있거나, 내부적으로 운용하는 DNS 캐시가 해당 도메인 이름에 대한 실제 IP 정보를 가지고 있는 경우에는 자체 저장된 정보에 기초하여 실제 아이피 주소를 파악할 수 있다.
한편, 자체 저장된 정보에 기초하여 수신된 도메인 이름에 대한 실제 아이피 주소를 파악하는 것이 불가능하면, 이때 해당 엔트리의 도메인 이름에 대해서는 임시 데이터로 저장되거나, 비어진 형태일 수 있다. 그리고 주소 파악부(310)는 네트워크 통신부(304)를 통해 외부 DNS 서버로 도메인 이름에 대한 실제 아이피 주소를 획득한다. 그리고 획득되는 실제 아이피 주소 정보를 기 저장된 매핑 테이블의 엔트리에 추가한다.
이 후에 주소 파악부(310)는 저장부(330)에 저장된 매핑 테이블에 근거하여, 더미 아이피 주소에 대한 실제 아이피 주소를 파악하거나, 실제 아이피 주소에 대한 더미 아이피 주소를 파악하는 것이 가능하다.
주소 변환 처리부(320)는 더미 아이피 주소를 목적지 주소로 포함하는 패킷을 주소 파악부(310)에서 파악되는 실제 아이피 주소로의 패킷으로 변환하여 처리한다. 구체적으로, 주소 변환 처리부(320)는 단말 통신부(302)를 통해 클라이언트 단말로부터 더미 아이피 주소로의 패킷이 수신되면, 저장부(330)에 저장된 정보에 기초하여 더미 아이피 주소에 대응되는 실제 아이피 주소를 파악하여, 실제 아이피 주소로 상기 패킷을 전달하는 전송 처리부(322) 및 네트워크를 통해 실제 아이피 주소의 외부 서버로부터의 데이터가 수신되면 저장부(330)에 저장된 정보에 기초하여 상기 실제 아이피 주소와 대응되는 더미 주소를 파악하여, 더미 아이피 주소로 부터의 데이터 수신으로 처리하여 상기 클라이언트 단말로 전달하는 수신 처리부(324)를 포함한다.
주소 변환 처리부(320)의 전송 처리부(322)는 단말 통신부(302)를 통해 클라이언트 단말로부터 더미 아이피 주소를 목적지 주소로 하는 TCP/UDP 통신 요청이 수신되면, 주소 파악부(310)에서 파악되는 더미 아이피 주소에 대응되는 실제 아이피 주소를 TCP/UDP 통신 요청에 대한 목적지 주소로 변환하여 처리한다.
수신 처리부(324)는 실제 아이피 주소를 출발지 주소로 포함하는 서비스 서버로부터의 응답 패킷 데이터가 수신되면, 주소 파악부(310)로부터 도착 단말 클라이언트에 대해 해당 실제 아이피 주소에 대한 더미 아이피 주소 정보를 파악한다. 그리고, 수신되는 응답 패킷 데이터의 출발지 주소를 파악된 더미 아이피 주소로 변경하여 클라이언트 단말로 전달한다.
이때, 주소 변환 처리부(320)는 매핑 테이블 엔트리의 더미 아이피 주소와 해당 클라이언트 아이피 주소를 함께 참조하여 실제 아이피 주소를 파악한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 주소 변환 방법의 흐름도이다.
먼저, 클라이언트 단말(10)의 응용 프로그램(12)에서 도메인 주소 'abc.com' 에 대한 아이피 주소를 요청하기 위한 DNS 쿼리가 발생하면, 더미 아이피 주소 생성부(14)는 DNS 쿼리를 후킹(Hooking)한다(S400). 그리고, 더미 아이피 주소 생성부(14)는 DNS 쿼리에 대한 가상 아이피 주소를 생성하여 응용 프로그램(12)으로 제공한다(S410). 예를 들어 더미 아이피 주소는 1.2.3.4 와 같은 형태일 수 있다.
더미 아이피 주소 생성부(14)는 동시에 네트워크 주소 변환 장치(50)로 더미 아이피 주소 정보(1.2.3.4)와, 응용 프로그램(12)에서 발생된 DNS 쿼리 요청을 위해 도메인 주소(abc.com)를 포함하는 아이피 주소 요청을 전송한다(S420).
네트워크 주소 변환 장치(50)는 수신된 더미 아이피 주소 정보와 도메인 주소를 메핑 테이블의 새로운 엔트리로 생성하여 저장하고, 이때 실제 아이피 주소 항목은 이미 장치 자체 내에 캐시 된 정보를 참조하여 파악하거나, 자체 정보로 파악되지 않는 경우에는 임시 데이터로 저장하거나, 비워둘 수 있다.
그리고 네트워크 주소 변환 장치(50)는 DNS 서버(30)로 도메인 주소를 전송하여 해당 도메인 주소의 서비스 서버(40)에 대한 실제 아이피 주소 정보를 요청하고(S430), 그에 대한 응답으로 예를 들어 211.5.1.47 형태의 실제 아이피 정보를 수신한다(S435). 그리고 생성된 매핑 테이블의 해당 엔트리에 수신된 실제 아이피 주소 정보를 추가하여 저장한다(S440).
이 후에, 클라이언트 단말(10)의 응용 프로그램(12)은 1.2.3.4와 같은 더미 아이피 주소로의 패킷을 네트워크 주소 변환 장치(50)로 전송한다(S450). 그러면, 네트워크 주소 변환 장치(50)는 기 저장된 매핑 테이블에 기초하여 수신되는 더미 아이피 주소(1.2.3.4)에 대응되는 서비스 서버(40)의 실제 아이피 주소 정보(211.5.1.47)를 파악한다(S470). 그리고 실제 아이피 주소(211.5.1.47)로의 접속을 요청한다(S472).
그리고, 네트워크 주소 변환 장치(50)는 서비스 서버(40)로부터 실제 아이피 주소(211.5.1.47)를 출발지 주소로 하는 응답 데이터 패킷이 수신되면(S474), 기 저장된 매핑 테이블에 기초하여 그 실제 아이피 주소에 대응되는 더미 아이피 주소 정보를 파악한다(S480).
그리고, 수신되는 서비스 서버(40)로부터의 응답 데이터 패킷의 출발지 주소 정보를 더미 아이피 주소 정보로 변환하여, 클라이언트 단말(10)의 응용 프로그램으로 제공한다(S482).
이에 따라, 클라이언트 단말(10)이 도메인 주소에 해당하는 실제 아이피 주소를 획득하기 위해 소요되는 시간, 즉 DNS 쿼리 처리에 소요되는 지연 시간을 제거할 수 있어, 사용자의 인터넷 서비스 체감 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 특히, TCP/IP 기반의 FTP. SMTP, WWW등의 인터넷 서비스를 사용할 때 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 전술한 네트워크 주소 변환 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보 저장 매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의해 읽혀지고 실행됨으로써 구현될 수 있다. 상기 저장매체는 자기 기록매체, 광 기록 매체 등을 포함한다.
이제까지 본 발명에 대해 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 통상 인터넷을 통한 네트워크 서비스 시스템의 구성도이고,
도 2는 종래 네트워크 주소 변환 방법의 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 주소 변환 장치의 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 주소 변환 방법의 흐름도이다.

Claims (10)

  1. 클라이언트 단말로부터 도메인 이름에 대한 아이피 주소 정보 요청인 DNS 쿼리와, 상기 도메인 이름에 대한 더미 아이피 주소 정보를 수신하여 저장하고, 상기 DNS 쿼리에 대응되는 실제 아이피 주소를 파악하는 주소 파악부; 및
    상기 더미 아이피 주소로의 패킷을 상기 파악된 실제 아이피 주소로의 패킷으로 변환하여 처리하는 주소 변환 처리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 주소 변환 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주소 파악부는 도메인 네임 서버로부터 상기 도메인 이름에 대응되는 실제 아이피 주소를 파악하는 것을 특징으로 하는 네트워크 주소 변환 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주소 파악부는 상기 주소 변환 장치 내에 기 저장된 정보에 기초하여 상기 도메인 이름에 대응되는 실제 아이피 주소를 파악하는 것을 특징으로 하는 네트워크 주소 변환 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 주소 변환 처리부는,
    상기 클라이언트 단말로부터 더미 아이피 주소로의 패킷이 수신되면, 기 저장된 정보에 기초하여 더미 아이피 주소에 대응되는 실제 아이피 주소를 파악하여, 상기 실제 아이피 주소로 상기 패킷을 전달하는 전송 처리부; 및
    상기 네트워크를 통해 실제 아이피 주소의 외부 서버로부터의 데이터가 수신되면 기 저장된 정보에 기초하여 상기 실제 아이피 주소와 대응되는 더미 아이피 주소를 파악하여, 상기 더미 아이피 주소로부터의 데이터 수신으로 처리하여 상기 클라이언트 단말로 전달하는 수신 처리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 주소 변환 장치.
  6. 도메인 이름에 대한 아이피 주소 정보 요청인 DNS 쿼리와, 상기 도메인 이름에 대한 더미 아이피 주소 정보를 수신하는 단계;
    상기 도메인 이름에 대응되는 실제 아이피 주소를 파악하는 단계; 및
    상기 더미 아이피 주소로의 패킷을 상기 파악된 실제 아이피 주소로의 패킷으로 변환하여 처리하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 주소 변환 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 실제 아이피 주소를 파악하는 단계 이후에,
    상기 수신된 DNS쿼리의 도메인 이름과 더미 아이피 주소와 상기 파악된 실제 아이피 주소를 매칭하여 저장하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 주소 변환 방법.
  8. 응용 프로그램으로부터 도메인 이름에 대한 아이피 주소 요청인 DNS 쿼리를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 DNS 쿼리에 대응되게 더미 아이피 주소를 생성하여 상기 응용 프로그램으로 제공하고, 상기 DNS 쿼리를 원격 네트워크 주소 변환 장치로 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라이언트 단말에서 수행되는 네트워크 주소 변환 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수신하는 단계는 상기 DNS 쿼리를 후킹(Hooking) 처리에 의해 수신하는 것을 특징으로 하는 클라이언트 단말에서 수행되는 네트워크 주소 변환 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 수신하는 단계는 상기 클라이언트 단말의 아이피 주소를 목적지 주소로 하는 DNS 쿼리를 수신하는 것을 특징으로 하는 클라이언트 단말에서 수행되는 네트워크 주소 변환 방법.
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